1、第三講第三講 表面粗糙度及檢測表面粗糙度及檢測5.1 5.1 概述概述5.1.1 5.1.1 表面粗糙度的定義表面粗糙度的定義完工零件實際表面輪廓表面輪廓 波紋度輪廓波紋度輪廓宏觀形狀輪廓宏觀形狀輪廓實際表面輪廓實際表面輪廓零件表面幾何形狀誤差及其組成成份表面粗糙度輪廓表面粗糙度輪廓5.1.2 5.1.2 表面粗糙度的影響表面粗糙度的影響1. 1.影響零件的耐磨性。影響零件的耐磨性。2. 2.影響配合性質(zhì)的穩(wěn)定性。影響配合性質(zhì)的穩(wěn)定性。3. 3.影響零件的疲勞強度。影響零件的疲勞強度。4. 4.影響零件的抗腐蝕性。影響零件的抗腐蝕性。5. 5.影響零件的密封性。影響零件的密封性。6. 6.對零

2、件的外觀、測量精度、表面光學(xué)性對零件的外觀、測量精度、表面光學(xué)性能、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能和膠合強度等也有著能、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能和膠合強度等也有著不同程度的影響。不同程度的影響。5.2.1 5.2.1 基本術(shù)語基本術(shù)語5.2 5.2 表面粗糙度評定參數(shù)及其數(shù)值表面粗糙度評定參數(shù)及其數(shù)值1. 1.取樣長度取樣長度l指測量或評定表面粗糙度時，所規(guī)定的一段基準(zhǔn)線的長度指測量或評定表面粗糙度時，所規(guī)定的一段基準(zhǔn)線的長度用用l表示。表示。目的目的: :限制、減弱波紋度、形狀誤差的影響限制、減弱波紋度、形狀誤差的影響至少包括五個峰值，五個谷值，并為標(biāo)準(zhǔn)長度。至少包括五個峰值，五個谷值，并為標(biāo)準(zhǔn)長度。0.08，0.25，

3、0.8，2.5，8.02. 2.評定長度評定長度Ln由于零件的表面粗糙度不一定很均勻，在一個取樣長度由于零件的表面粗糙度不一定很均勻，在一個取樣長度上往往不能合理反映某一表面粗糙度特征，需在表面上上往往不能合理反映某一表面粗糙度特征，需在表面上取幾個取樣長度。取幾個取樣長度。Ln=5l中線lnlllll取樣長度和評定長度 3. 3.輪廓最小二乘中線輪廓最小二乘中線m mlryi最小二乘中線表面粗造度輪廓的最小二乘中線 min12niiy4. 4.輪廓算術(shù)平均中線輪廓算術(shù)平均中線m m算術(shù)平均中線 lrF1F2FiF1F2Fi表面粗造度輪的算術(shù)平均中線11nniiiiFF5.2.2 5.2.2

4、評定參數(shù)及數(shù)值評定參數(shù)及數(shù)值1. 1.輪廓算術(shù)平均偏差輪廓算術(shù)平均偏差RaRa輪廓算術(shù)平均偏差Ra的確定Raxynyiy1y2dxylRal01niiynRa11 近似為2. 2.微觀不平度十點高度微觀不平度十點高度RzRz在取樣長度內(nèi)個最大的輪廓峰高在取樣長度內(nèi)個最大的輪廓峰高y ypipi平均值與平均值與5 5個最大輪個最大輪廓谷深廓谷深y yvi vi平均值之和。平均值之和。55151iviipizyyR3. 3.輪廓最大高度輪廓最大高度RyRy在取樣長度內(nèi)，輪廓的峰頂線和谷底線之間的距離。峰頂線在取樣長度內(nèi)，輪廓的峰頂線和谷底線之間的距離。峰頂線和谷底線平行于中線且分別通過輪廓最高點和

5、最低點。和谷底線平行于中線且分別通過輪廓最高點和最低點。Ry =Ypmax+Yvmax4. 4.輪廓單峰平均間距輪廓單峰平均間距S S5. 5.輪廓微觀不平度的平均間距輪廓微觀不平度的平均間距SmSm6. 6.輪廓支撐長度率輪廓支撐長度率t tp p7. 7.表面粗糙度參數(shù)值表面粗糙度參數(shù)值5.3 5.3 表面粗糙度代號及標(biāo)注表面粗糙度代號及標(biāo)注5.3.1 5.3.1 表面粗糙度的基本符號表面粗糙度的基本符號a a為基本符號，表示表面可以用任何方法獲得；為基本符號，表示表面可以用任何方法獲得；b b表示表表示表面是用去除材料的方法獲得的；面是用去除材料的方法獲得的；c c表示表面是用不去除材表

6、示表面是用不去除材料的方法獲得的。料的方法獲得的。abc5.3.2 5.3.2 表面粗糙度的代號表面粗糙度的代號a a1 1，a a2 2 粗糙度幅度參數(shù)代粗糙度幅度參數(shù)代號及其數(shù)值（號及其數(shù)值（mmmm）；）；b b 加工要求、鍍覆、涂覆、加工要求、鍍覆、涂覆、表面處理或其他說明等；表面處理或其他說明等；c c 取樣長度（取樣長度（mmmm）或波）或波紋度（紋度（mmmm）；）；d d 加工紋理方向符號；加工紋理方向符號； e e 加工余量（加工余量（mmmm）；）； f f 粗糙度間距參數(shù)值（粗糙度間距參數(shù)值（mmmm） (e)bc/fa1a2d5.3.3 5.3.3 表面粗糙度的標(biāo)注表面

7、粗糙度的標(biāo)注 標(biāo)注時將其標(biāo)注在標(biāo)注時將其標(biāo)注在可見輪廓線、尺寸界線、引出線或可見輪廓線、尺寸界線、引出線或它們的延長線上它們的延長線上，符號的，符號的尖端尖端必須從材料外指向被注必須從材料外指向被注表面。表面。 高度參數(shù)：當(dāng)選用高度參數(shù)：當(dāng)選用RaRa時，只需在代號中標(biāo)出其參數(shù)值，時，只需在代號中標(biāo)出其參數(shù)值，“Ra”Ra”本身可以省略；本身可以省略； 當(dāng)選用當(dāng)選用RzRz或或RyRy時，參數(shù)和參數(shù)值都應(yīng)標(biāo)出；時，參數(shù)和參數(shù)值都應(yīng)標(biāo)出； 當(dāng)允許實測值中，超過規(guī)定值的個數(shù)少于總數(shù)的當(dāng)允許實測值中，超過規(guī)定值的個數(shù)少于總數(shù)的16%16%時，應(yīng)在圖中標(biāo)注上限值和下限值，時，應(yīng)在圖中標(biāo)注上限值和下限值

8、， 當(dāng)所有實測值不允許超過規(guī)定值時，應(yīng)在圖樣上標(biāo)注當(dāng)所有實測值不允許超過規(guī)定值時，應(yīng)在圖樣上標(biāo)注最大值或最小值。最大值或最小值。 取樣長度：如按國標(biāo)選用，則可省略標(biāo)注；取樣長度：如按國標(biāo)選用，則可省略標(biāo)注； 表面加工紋理方向：指表面微觀結(jié)構(gòu)的主要方向，由表面加工紋理方向：指表面微觀結(jié)構(gòu)的主要方向，由所采用的加工方法或其它因素形成，必要時才規(guī)定。所采用的加工方法或其它因素形成，必要時才規(guī)定。 （1 1）表面粗糙度代（符）號應(yīng)注在可見輪廓線、尺表面粗糙度代（符）號應(yīng)注在可見輪廓線、尺寸線、尺寸界線或它們的延長線上，也可以注在指引線寸線、尺寸界線或它們的延長線上，也可以注在指引線上。符號的尖端必須從

9、材料外指向被注表面，代號中數(shù)上。符號的尖端必須從材料外指向被注表面，代號中數(shù)字及符號的方向必須與尺寸線上的數(shù)字方向一致。字及符號的方向必須與尺寸線上的數(shù)字方向一致。表面粗糙度代號標(biāo)注示例表面粗糙度代號標(biāo)注示例 （2 2）當(dāng)零件的大部分表面具有相同的表面粗糙度要當(dāng)零件的大部分表面具有相同的表面粗糙度要求時，對其中使用最多的一種符號、代號可以統(tǒng)一注在求時，對其中使用最多的一種符號、代號可以統(tǒng)一注在圖樣的右上角，并加注圖樣的右上角，并加注“其余其余”兩字。兩字。 （3 3）當(dāng)零件的所當(dāng)零件的所有表面具有相同的表有表面具有相同的表面粗糙度要求時的標(biāo)面粗糙度要求時的標(biāo)注。注。零件所有表面具有相同要求的表

10、面粗糙度零件所有表面具有相同要求的表面粗糙度 （4 4）當(dāng)齒輪、蝸輪、漸開線花鍵等工作表面沒有當(dāng)齒輪、蝸輪、漸開線花鍵等工作表面沒有畫出齒形時，其表面粗糙度代號可注在節(jié)圓上。畫出齒形時，其表面粗糙度代號可注在節(jié)圓上。齒輪、花鍵表面粗糙度標(biāo)注示例齒輪、花鍵表面粗糙度標(biāo)注示例 （5 5）螺紋工作表面沒有畫出牙形時的標(biāo)注。螺紋工作表面沒有畫出牙形時的標(biāo)注。 螺紋表面粗糙度標(biāo)注示例螺紋表面粗糙度標(biāo)注示例 （6 6） 盡量采用簡化標(biāo)注。盡量采用簡化標(biāo)注。表面粗糙度簡化代號的標(biāo)注示例表面粗糙度簡化代號的標(biāo)注示例 （7 7） 中心孔的工作表面，鍵槽工作表面、圓中心孔的工作表面，鍵槽工作表面、圓角、倒角的表面

11、粗糙度代號標(biāo)注。角、倒角的表面粗糙度代號標(biāo)注。 表面粗糙度標(biāo)注示例表面粗糙度標(biāo)注示例 （8 8） 同一表面上有不同的表面粗糙度要求時，同一表面上有不同的表面粗糙度要求時，需用細(xì)實線畫出其分界線并注出相應(yīng)的表面粗糙需用細(xì)實線畫出其分界線并注出相應(yīng)的表面粗糙度代號和尺寸。以及用細(xì)實線連接的不連續(xù)的同度代號和尺寸。以及用細(xì)實線連接的不連續(xù)的同一表面，其粗糙度代號只注一次。一表面，其粗糙度代號只注一次。表面粗糙度標(biāo)注示例表面粗糙度標(biāo)注示例 （9 9）對零件上的連續(xù)表面及重復(fù)要素（如孔、槽、對零件上的連續(xù)表面及重復(fù)要素（如孔、槽、齒等）的表面的標(biāo)注。齒等）的表面的標(biāo)注。表面粗糙度標(biāo)注示例表面粗糙度標(biāo)注示

12、例5.3.4 5.3.4 表明粗糙度的選擇表明粗糙度的選擇1. 1.評定參數(shù)的選擇：評定參數(shù)的選擇：如無特殊要求，一般僅選用高度參數(shù)。推薦優(yōu)先選如無特殊要求，一般僅選用高度參數(shù)。推薦優(yōu)先選用用RaRa值，因為值，因為RaRa能充分反映零件表面輪廓的特征。以下情況下例外：能充分反映零件表面輪廓的特征。以下情況下例外：1 1）當(dāng)表面過于粗糙（當(dāng)表面過于粗糙（RaRa6.3m6.3m）或過于光滑（）或過于光滑（ RaRa 0.025 m 0.025 m ）時，可選用時，可選用RzRz，因為此范圍便于選擇用于測量，因為此范圍便于選擇用于測量RzRz的儀器測量。的儀器測量。2 2）當(dāng)零件材料較軟時，因為

13、當(dāng)零件材料較軟時，因為RaRa一般采用觸針測量。一般采用觸針測量。3 3）當(dāng)測量面積很小時，如頂尖、刀具的刃部、儀表的小元件的表面，當(dāng)測量面積很小時，如頂尖、刀具的刃部、儀表的小元件的表面，可選用可選用RyRy值。值。2. 2.表面粗糙度參數(shù)值的選擇原則是：表面粗糙度參數(shù)值的選擇原則是：在滿足零件表面功能要求的前提在滿足零件表面功能要求的前提下，盡量選取較大的參數(shù)值。下，盡量選取較大的參數(shù)值。 一般原則：同一零件上，工作表面比非工作表面粗糙度值小；摩一般原則：同一零件上，工作表面比非工作表面粗糙度值小；摩擦表面比非摩擦表面要小；受循環(huán)載荷的表面要小；配合要求高、擦表面比非摩擦表面要小；受循環(huán)載

14、荷的表面要小；配合要求高、聯(lián)接要求可靠、受重載的表面粗糙度值都應(yīng)小；同一精度，小尺聯(lián)接要求可靠、受重載的表面粗糙度值都應(yīng)小；同一精度，小尺寸比大尺寸、軸比孔的表面粗糙度值要小。寸比大尺寸、軸比孔的表面粗糙度值要小。5.3.5 5.3.5 表明粗糙度參數(shù)的選擇方法表明粗糙度參數(shù)的選擇方法1. 1.可用類比法來確定。可用類比法來確定。一般尺寸公差、表面形狀公差小一般尺寸公差、表面形狀公差小時，表面粗糙度參數(shù)值也小，但也不存在確定的函數(shù)關(guān)系。時，表面粗糙度參數(shù)值也小，但也不存在確定的函數(shù)關(guān)系。如機床的手輪或手柄。如機床的手輪或手柄。2. 2.一般情況下，它們之間有一定的對應(yīng)關(guān)系。一般情況下，它們之間

15、有一定的對應(yīng)關(guān)系。設(shè)形設(shè)形狀公差為狀公差為T T，尺寸公差為，尺寸公差為ITIT，它們之間的關(guān)系可參照以下對，它們之間的關(guān)系可參照以下對應(yīng)關(guān)系：應(yīng)關(guān)系：若若T0.6 ITT0.6 IT，則，則Ra0.05 ITRa0.05 IT； RzRz 0.2 IT 0.2 IT T0.4 IT T0.4 IT，則，則Ra0.025 ITRa0.025 IT； RzRz 0.1 IT T0.25 IT 0.1 IT T0.25 IT，則則Ra0.012 ITRa0.012 IT； RzRz 0.05 IT 0.05 IT T T0.25 IT0.25 IT，則，則Ra0.15 TRa0.15 T； RzR

16、z 0.6 T 0.6 T1 1 比較法比較法 比較法是用已知其高度參數(shù)值的粗糙度樣板與被比較法是用已知其高度參數(shù)值的粗糙度樣板與被測表面相比較，通過人的感官，亦可借助放大鏡、顯測表面相比較，通過人的感官，亦可借助放大鏡、顯微鏡來判斷被測表面粗糙度的一種檢測方法。微鏡來判斷被測表面粗糙度的一種檢測方法。2 2 光切法光切法 光切法是利用光切法是利用“光切原理光切原理”來測量零件表面粗糙度來測量零件表面粗糙度的方法。光切顯微鏡（又稱雙管顯微鏡）就是應(yīng)用這的方法。光切顯微鏡（又稱雙管顯微鏡）就是應(yīng)用這一原理設(shè)計而成的。一原理設(shè)計而成的。 光切法測量原理光切法測量原理光切顯微鏡的外形結(jié)構(gòu)。光切顯微鏡的外形結(jié)構(gòu)。光切顯微鏡外形結(jié)構(gòu)光切顯微鏡外形